三星32英寸液晶屏背光燈驅(qū)動(dòng)電路分析

三星32英寸液晶屏內(nèi)置16只燈管，隨屏配套的燈管驅(qū)動(dòng)電路板型號(hào)為KLS -320VE.該燈管驅(qū)動(dòng)電路由兩塊BD9884及8組全橋架構(gòu)功率輸出電路組成，如圖1所示。功率輸出管采用內(nèi)含N溝道和P溝道的Sp8M3型MOSFET模塊。兩只SP8M3模塊及輸出高壓變壓器T組成一個(gè)全橋輸出架構(gòu)電路。變壓器初級(jí)繞組Ll接功率輸出模塊，次級(jí)高壓繞組L2接冷陰極熒光燈管，次級(jí)低壓繞組L3的感應(yīng)電壓作為取樣電壓送往BD9884FV的電壓檢測(cè)部分。

一、信號(hào)流程及工作原理簡(jiǎn)述

當(dāng)數(shù)字板上的CPU發(fā)出背光燈開(kāi)指令后，背光燈驅(qū)動(dòng)板上的振蕩器開(kāi)始工作，產(chǎn)生頻率約lOOkHz的振蕩信號(hào)，送入調(diào)制器內(nèi)部，對(duì)來(lái)自CPU的PWM亮度信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，調(diào)制后輸出斷續(xù)的l0OkHz激勵(lì)振蕩信號(hào)，送入功率輸出電路，最后輸出高壓并點(diǎn)亮背光燈管。

PWM調(diào)制信號(hào)改變輸出高壓脈沖的寬度，從而達(dá)到改變背光亮度的目的，在背光燈管點(diǎn)亮后，L2、C及CCFL的組合又使高壓波形正弦形變化(低Q值串聯(lián)諧振)，電容C的容抗及L2的感抗又起到對(duì)背光燈管的限流作用。

串聯(lián)在背光燈管上的取樣電阻R 上的壓降作為背光燈管的工作狀態(tài)檢測(cè)信號(hào)，送到保護(hù)檢測(cè)電路(由10393組成);L3輸出的電壓取樣信號(hào)也輸送到保護(hù)檢測(cè)電路，當(dāng)輸出電壓及背光燈管工作電流出現(xiàn)異常時(shí)，保護(hù)檢測(cè)電路起控，調(diào)制器停止輸m.

由于三星32英寸屏是采用16只背光燈管，又由于背光燈管不能單純的并聯(lián)或串聯(lián)，所以必須設(shè)有相應(yīng)的16個(gè)高壓輸出變壓器及相應(yīng)的激勵(lì)電路。BD9884FV有兩路激勵(lì)輸出，其(26)、(27)腳輸出一路，(23)、(24)腳輸出一路。每一路激勵(lì)輸m向兩個(gè)全橋功率電路提供激勵(lì)信號(hào)，每一組全橋功率輸出向兩個(gè)高壓變壓器輸出驅(qū)動(dòng)電壓(點(diǎn)亮兩只冷陰極熒光燈管)，這樣，每一塊BD9884FV可以驅(qū)動(dòng)8只燈管，兩只BD9884FV共驅(qū)動(dòng)16只燈管。

二、集成電路BD9884FV及功率輸出模塊SP8M3簡(jiǎn)介

BD9884FV是Rohm(羅姆)公司專門為液晶顯示屏背光燈高壓驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)的系列集成電路之一(適合不同的屏及電路形式有BD9882~BD9886系列選用)。引腳功能及實(shí)測(cè)電壓見(jiàn)表1。該集成電路支持多燈管大屏幕液晶顯示器的背光燈高壓驅(qū)動(dòng)電路，每塊BD9884FV可支持到8只燈管驅(qū)動(dòng)。

SP8M3是N溝道+P溝道組合功率放大MOSFET模塊，內(nèi)部框圖如圖2所示，該模塊采用SS0P-B28封裝(表面貼片)，具有體積小、功率大、導(dǎo)通電阻小、對(duì)稱性好等優(yōu)點(diǎn)。SP8M3內(nèi)部的N溝道 MOSFET管的主要參數(shù)為：VDDS=30V,ID-7A;P溝道MOS-FET管的主要參數(shù)為：VDDS=-30V,ID=-5A。

三、高壓激勵(lì)驅(qū)動(dòng)電路分析

三星32英寸液晶采用了兩塊BD9884FV完成對(duì)16管背光燈的激勵(lì)驅(qū)動(dòng)，電路比較復(fù)雜，為了便于對(duì)該高壓驅(qū)動(dòng)電路的理解，先介紹采用一塊BD9884FV構(gòu)成的兩燈管驅(qū)動(dòng)電路的基本方案(如圖3所示)。

兩個(gè)通道同時(shí)受(16)腳輸入的on/off啟動(dòng)信號(hào)及①腳輸入的PWM亮度控制信號(hào)控制。②、(27)腳輸出第一通道激勵(lì)信號(hào)，(23)、(24)腳輸出第二通道激勵(lì)信號(hào)。

Q1、Q2、T1、Cl、CCFL1、Rl組成第一通道激勵(lì)驅(qū)動(dòng)電路，⑩腳是該通道背光燈管T:作狀態(tài)取樣反饋輸入端，⑩腳是輸出高壓取樣反饋輸入端，當(dāng)輸出電壓異?；驘艄躎作異常時(shí)，立即停止輸出激勵(lì)脈沖，起到保護(hù)作用。

Q1、Q2組成全橋架構(gòu)功率輸出電路，等效電路如圖4所示。BD9884FV自身設(shè)計(jì)支持半橋架構(gòu)功率輸出模式，在本電路中增加了Q507、Q508等元件，使其具有支持全橋架構(gòu)功率輸出的功能。輸出電路由Tl、C1、CCFL1及R1組成一個(gè)低Q值串聯(lián)諧振電路、開(kāi)機(jī)后，24V電源立即加于背光燈驅(qū)動(dòng)電路板上，該電壓一路直接加于功率輸出模塊Q1~Q4上，另一路經(jīng)過(guò)降壓、穩(wěn)壓為6V后，加到BD9884FV的(28)腳作為vcc電壓。

此時(shí)CPU送來(lái)的開(kāi)機(jī)on/off信號(hào)進(jìn)入(16)腳，BD9884FV內(nèi)部振蕩器開(kāi)始工作，產(chǎn)生 lO0kHz方波信號(hào)送入調(diào)制器，對(duì)CPU送給BD9884FV①腳的PWM亮度控制信號(hào)進(jìn)行調(diào)制、放大，最后從(26)、(27)腳輸出激勵(lì)信號(hào)，加到全橋架構(gòu)功率輸出電路Q1、Q2的兩只N溝道MOS管的柵極(G1)卜;從右圖等效電路中可以看到，Q1、Q2中的四只MOS管組成了全橋架構(gòu)的四個(gè)橋臂，由(26)腳、(27)腳輸出的激勵(lì)信號(hào)，分別加到Ql和Q2功率模塊的N溝道MOS管上，使其輪流導(dǎo)通。

放大后的激勵(lì)信號(hào)則經(jīng)過(guò)L1流通，經(jīng)過(guò)Tl升壓后加到背光燈管上并將其點(diǎn)亮。

T1的L3、Cl和CCFL1組成一個(gè)低Q值的串聯(lián)諧振電路，當(dāng)諧振頻率和激勵(lì)振蕩頻率相同時(shí)，輸出波形進(jìn)行了正弦化的矯正。在CCFL1燈管點(diǎn)亮后，其Tl的感抗和C1的容抗起到了對(duì)燈管的限流作用。R1為CCFL1燈管工作電流取樣電阻，該電壓反映了燈管的工作狀態(tài)是否正常。當(dāng)燈管工作異常時(shí)，燈管電流產(chǎn)生變化，在Rl上產(chǎn)生的壓降Ui也相應(yīng)變化，該燈管T作電流取樣電壓Ui反饋到 BD9884FV的(18)腳，控制振蕩激勵(lì)電路停止工作(在多燈管的液晶屏中，當(dāng)某一只燈管出現(xiàn)故障或啟動(dòng)性能有差異時(shí)，即會(huì)出現(xiàn)燈管不能啟動(dòng)點(diǎn)亮或亮一下即滅故障)。

Tl的L2為輸出電壓過(guò)壓、欠壓取樣繞組，取樣電壓Uv反饋到振蕩、控制集成電路BD9884FV的⑩腳，該取樣電壓Uv的變化反映點(diǎn)亮燈管高壓輸出的正常與否。當(dāng)電路出現(xiàn)故障引起該電壓異常時(shí)，由⑩腳內(nèi)部的比較控制電路控制振蕩電路停止工作。

BD9884FV的(26)、(27)腳輸出通道可同時(shí)激勵(lì)兩組全橋架構(gòu)功率輸出電路，如圖5所示。其中，Q1、Q2為一組，Q3、Q4為一組，這兩組的激勵(lì)輸入端并聯(lián)后接于BD9884FV的(26)、(27)腳，即BD9884FV的一個(gè)激勵(lì)輸出通道支持兩組功率輸出電路，由Q1、Q2組成的一路輸出電路，在輸出端連接兩只高壓輸出變壓器，并支持兩只背光燈管，這樣每一路通道即可以支持4只背光燈管，一塊BD9884FV的兩路通道即可以支持8只燈管。